Na₂ZrCl₆-PAN复合固态电解质

5000小时无枝晶钠沉积

以聚丙烯腈降低结晶度构建离子通路，实现卤化物电解质的界面兼容与长效无枝晶运行

77039477 · 李佳佳 · 蔡燕军 · Yao, Xiang · 素质

Journal of Materials Chemistry A 2025

具体参数

无枝晶循环时长

{'zh': '5000', 'en': '5000'} h

初始放电容量

{'zh': '80.7', 'en': '80.7'} mA h g⁻¹

500次循环后容量

{'zh': '69.2', 'en': '69.2'} mA h g⁻¹

技术优势

钠枝晶彻底抑制

复合电解质在Na‖Na对称电池中实现5000小时无枝晶钠电镀/剥离，源于PAN降低结晶度创造均匀Na⁺通路，避免局部电场集中。

电极界面自发稳定

非原位XRD、XPS和原位AC阻抗证实，Na₂ZrCl₆-PAN与Na金属和NVP正极均形成稳定界面，长期循环下界面电阻不恶化。

全电池循环够稳

Na|Na₂ZrCl₆-PAN|NVP全电池在1C下初始容量80.7 mAh g⁻¹，500圈后保持69.2 mAh g⁻¹，容量衰减极低。

应用场景

• 固态钠电池：直接用于组装高安全、无枝晶的固态钠金属电池，解决卤化物界面瓶颈。
• 钠离子电池：作为固态隔膜提升钠离子电池安全性，替代液态电解液。
• 固态电解质：无机-有机复合策略为开发高电导、界面兼容的固态电解质提供可推广设计。
• 钠电池集成：兼容NVP正极和硬碳负极，可直接集成到现有钠电池构型中。
• 锂电池电解质研发：复合策略可迁移至锂电卤化物体系，同时解决离子传导与界面不稳定性。